Ο ύπνος είναι μια φυσική κατάσταση ανάπαυσης για τα μέλη του ζωικού βασιλείου. Οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει τον ύπνο των θηλαστικών, των πτηνών, των ερπετών, των ψαριών και των αμφιβίων. Αν και δεν είμαστε ακόμα απόλυτα σίγουροι για το πώς λειτουργεί ο ύπνος, ούτε είμαστε πεπεισμένοι ότι κατανοούμε όλες τις λειτουργίες του ύπνου, οι επιστήμονες έχουν πειστεί ότι ο ύπνος είναι απαραίτητος για την επιβίωση.
Υπάρχει μια σειρά από θεωρίες σχετικά με το γιατί κοιμόμαστε και τι συμβαίνει στο σώμα και τον εγκέφαλό μας κατά τη διάρκεια των κύκλων ύπνου. Ωστόσο, δεν υπάρχει επί του παρόντος ούτε μία κυρίαρχη θεωρία. Είναι πολύ πιθανό να υπάρχει ένας πυρήνας αλήθειας σε κάθε μία από αυτές τις θεωρίες. ότι θα εργαστούν όλοι μαζί τελικά για να ενημερώσουν μια πληρέστερη κατανόηση του ανθρώπινου ύπνου.
Οι περισσότεροι επιστήμονες συμφωνούν ότι ένας από τους κύριους σκοπούς του ύπνου είναι η αποκατάσταση και η θεραπεία του σώματος. Έχει παρατηρηθεί ότι οι λειτουργίες των ορμονών και του ανοσοποιητικού αλλάζουν κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων σταδίων του κύκλου του ύπνου. Επιπλέον, ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι η στέρηση ύπνου μπορεί να οδηγήσει σε ελλείψεις στο ανοσοποιητικό σύστημα. Αν και ορισμένοι πιστεύουν ότι σημαντική ανάπτυξη μπορεί να λάβει χώρα κατά τη διάρκεια του ύπνου, δεν έχουν υπάρξει μελέτες που να δείχνουν ότι η έλλειψη ύπνου μπορεί να σταματήσει ή να σταματήσει την ανάπτυξη.
Έχει επίσης υποτεθεί ότι ο ύπνος προσφέρει σημαντική αποκατάσταση στον εγκέφαλο. Είναι πιθανό να αποκατασταθούν οι νευρώνες, να παράγονται πρωτεΐνες του εγκεφάλου και ορισμένες ορμόνες. Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο ύπνος είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τον εγκέφαλο των νεαρών ανθρώπων. Η στέρηση ύπνου στην πρώιμη ζωή έχει οδηγήσει σε μειωμένη εγκεφαλική μάζα, μόνιμα προβλήματα ύπνου και προβλήματα συμπεριφοράς. Αν και πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι η κύρια λειτουργία του ύπνου δεν είναι να αποκαταστήσει ή να βελτιώσει τις ικανότητες της μνήμης μας, έχει παρατηρηθεί ότι οι άνθρωποι απομνημονεύουν ευκολότερα πληροφορίες εάν κοιμούνται επαρκώς από ό,τι εάν στερούνται ύπνου.
Μια εντελώς εναλλακτική θεωρία με αυτές που περιγράφηκαν παραπάνω είναι η θεωρία «Διατήρησης και Προστασίας» του ύπνου. Αυτή η θεωρία υποστηρίζει ότι τα ανθρώπινα όντα δεν απαιτούν το πλήρες 24ωρο μέσα σε κάθε μέρα για να ικανοποιήσουν βασικές ανάγκες όπως η συλλογή των απαραίτητων τροφίμων και προμηθειών, το φαγητό και η αναπαραγωγή. Δεδομένου ότι δεν απαιτούνται όλες οι 24 ώρες, ο ύπνος προσφέρει έναν χρόνο ανάπαυσης όταν οι άνθρωποι δεν είναι έξω στα στοιχεία, και ως εκ τούτου εκτίθενται σε απειλές. Ακριβώς όπως ο άνθρωπος των σπηλαίων είναι λιγότερο πιθανό να χτυπηθεί πάνω από ένα τζάγκουαρ ενώ είναι κρυμμένος μέσα στον χώρο ύπνου του, ο σύγχρονος άνδρας είναι λιγότερο πιθανό να χτυπηθεί από λεωφορείο ενώ κοιμάται στο διαμέρισμά του. Αυτή η θεωρία, φυσικά, δεν υποθέτει τι συμβαίνει μέσα στο σώμα και τον εγκέφαλό μας ενώ κοιμόμαστε.